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昔阳县丰汇煤业有限责任公司回风立井施工组织设计

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回风立井施工组织设计

第一章 工程概况

一、 矿井位置及工程量
昔阳县丰汇煤业有限责任公司地处昔阳县大寨镇麻汇村, 距207国道1公里, 距县城15公里。回风立井位于井田西部大寨镇马家沟村南侧,矿井设计生产能力15万吨。。设计工程量330米, 其中表土( 岩) 段20米; 基岩段310米, 直径4米, 净段面积12.56m2, 毛段面积16.61m2, 倾角90°。该主要担负回风任务, 内设梯子间, 为另一安全出口另外附属工程包括风道18米, 规格3×3m, 半圆拱结构, 行人通道14米, 规格2×2m, 半圆拱结构。
二、 水文、 气象、 地质特征
( 一) 地形地貌
矿井地处太行山西北部, 地貌属丘陵区, 地表经长期风化剥蚀, 丘陵连绵, 梁垣坡地多黄土覆盖, 纵观全井田地势为西南高东北低, 最高点位于井田西南部, 海拔标高为1128.5m,最低点为井田东北部边界, 标高为933.0m, 最大相对高差为195.5m。
( 二) 水文
矿区内无常年性水流, 虽沟谷纵横, 但均属季节性性溪流, 除雨季洪水量较大外, 一般水量很小。由于矿区内未进行水文地质勘察, 无更加详细资料。
( 三) 气象及地震
本区属半干旱大陆性气候, 东寒夏热, 四季分明, 春季多风, 秋季凉爽, 年平均气温9.2℃, 1月份最冷, 平均气温-11.7℃, 极端最低气温-23.5℃( 1961年6月10日) , 7月份最热, 年极端最高气温可达35℃, 年平均降水量666.2mm, 且多集中于7、 8、 9月份。
霜冻期为每年11月上旬至翌年4月份, 最大冻上深度0.42-0.75m, 年无霜期180天左右, 春冬多西北风, 风力较大, 最大风力7-8级。
本井田地震烈度七级。
( 四) 地质特征
井田内地表为第四系全新统、 上更新统, 二迭系上统上石盒子组、 下统下石盒子组。地层由老至新为奥陶系中统、 石炭系中统本溪组、 上统太原组、 二迭系下统山西组、 下石盒子组、 上统上石盒子组以及第四系等。
其中石炭系太原组和二迭系山西组为主要含煤地层。
三、 施工条件
风井工业场地平整、 电力、 供水、 道路等已具备。由矿提供部分设备和一定数量的安全管理及特殊工种作业人员。
四、 工程量及技术特征
井筒设计深度330m, 其中井颈段20m, 井筒段310m, 井筒净直径4m, 净断面12.56m2, 支护形式井筒为C30砼浇灌, 自井口向下, 设计壁厚井颈段为500mm, 井筒段为300mm。
回风立井井颈段和井筒段断面情况如下:
井颈段断面示意图 井筒段断面示意图

第二章 施工准备工作

一、 施工前期准备
( 一) 场地平整
工业广场应作部分回填或整平工作, 开工前达到施工要求。
( 二) 供电
由矿提供10KV电源。在井口附近建临时变电所, 配套10 KV /315 KVA变压器1台, 分别给高、 低压设备供电。供电电源来至矿井区主配电室, 双回路供电, 专人值班, 确保风井施工正常连续供电。
( 三) 供水
施工用水位于风井约150米处的水井内, 由水泵提供水到井口。
( 四) 地面排水
井筒施工期间地面排水按照《设计》、 《专扁》要求, 修筑临进排水沟与广场排水系统连通, 排入指定位置。
( 五) 、 临建设施
根据施工占地范围进行土建工程设施的布置, 尽量不占用永久建筑位置。
( 六) 通讯
在施工初期采用固定电话与外界联系, 保证通讯畅通。
( 七) 测量
由太原市易仁矿产勘测有限公司提供测量基点和井筒十字桩及其坐标资料。施工队负责使用和保护。
二、 三盘吊挂安装
为满足开工需要, 先掘砌井筒20m, 以进行三盘吊挂安装。
( 一) 井架起立后, 立即进行天轮平台和翻矸台安装;
( 二) 施工临进锁口, 组装吊盘, 利用吊盘安装封口盘和形成的提升系统掘砌井筒至井深15m, 施工时采用多台风钻( 镐) 、 铁镐掘进刷帮, 人工装罐
( 三) ”三盘”形式的同时, 安装各种符合规定的悬吊设备、 管线及其它凿井设施等, 达到施工要求。
三、 施工总平面布置原则
( 一) 尽是不占用或避开永久设备。
( 二) 符合施工工艺、 规范规程要求。
( 三) 满足建井生产需要, 利用矿方提供的生产、 生活福利设施, 且分别相对集中布置, 避免交叉影响。
( 四) 便于施工管理, 给施工提供有利条件。
( 五) 有利于污水集中处理排放和环境保护。
四、 临时设施布置
为满足生产和生活需要, 需新建部分生产用房、 简易棚、 砂石料场、 砼搅拌站等, 需浇砼设备基础, 并增设定沉淀池一座, 明细表见下页。
临时设施及用地表

用途
面积( m2)
位置
需要时间( 天)
一、 生产用房

绞 车 房
100

材 料 库
40

信 号 房
10

变 电 所
50

井口工具房、 任务交待室
30

二、 简易棚

井口棚
200

稳车棚
300

三、 设备基础

井架基础
80m3

稳车基础
170m3

绞车基础
80m3

四、 料场、 给排水设施

砂、 石料场
1000

场内排水沟
100

沉淀池

五、 生活服务设施

浴室、 锅炉房
80

更衣室
60

食堂
60

第三章 施工方案

根据回风井井筒的工程地质和水文地质情况及井壁结构特点, 施工方法拟定采用钻爆法、 单行作业方式施工。
掘进采用7655风动凿岩机钻眼, 人工出矸装岩1.5m3吊筒单钩提升。C30砼搅拌料由地面搅拌站经过输料管送入井下直接入模, 振捣器振实, 金属装配式模板砌模。

第一节 施工工艺

一、 井颈段施工方法
根据井口设计标高和表土( 岩) 层情况, 首先利用挖掘机和人工配合的方式, 由地表向下开挖4m, 开挖时按3: 1放坡( 呈漏斗形) 。自设计标高向下4m段挖出后, 停止向下挖掘, 及进对以上段浇注砼成井。
当此段井筒锁口成巷后, 在井口安装凿井井架及其它辅助设备。然后进行井颈准备段施工, 准备段采用爆破开凿, 人工装罐的方法。挖岩时应集中精力先挖出吊桶窝, 并始终使其超前工作面0.5m, 然后沿径向分区分组由井中向四周挖装。此阶段提升暂用稳车, 待绞车试调完毕后, 再改用绞车提升。荒径规格按测量中心线严格控制把握。砌壁采用金属装配式模板, 砌壁段高2.0m, 井口搅拌好的砼, 由活接管直接入模。如遇风化岩可采用打眼放炮, 此段施工20m后进行安装吊盘, 吊挂内管线。待上述系统安装好后继续施工井颈段, 施工完井颈段后开始基岩施工。
二、 基岩段施工方法:
( 一) 围岩正常情况下此段施工采用”短掘短浇”的作业方式, 掘砌距离控制在4米。
( 二) 施工工艺:
打眼—放炮—扫盘—出矸—清壁—支模—浇注
( 三) 掘进方法
井筒基岩段采用钻爆法施工, 利用光面、 光底、 减震、 弱冲、 深孔爆破技术。凿岩机采用7655风钻, 定人、 定位、 定机进行凿岩。掏槽眼深度1.3m, 其它炮眼深度1.6m, 爆破循环进尺1.0m, 爆破采用矿用3#炸药、 水炮泥黄土炮泥封孔、 双回路起爆, 按照光面、 光底、 弱震 弱冲的要求进行光面爆破。
1、 井筒预期爆破效果
序号
项目名称
单位
数量
1
岩石硬度
F
6
2
掘进断面
m2
16.61
3
炮眼利用率
%
80
4
每循环进尺
m
1.5
5
每循环爆破实体岩石量
m3
24.91
6
每米井筒炸药消耗量
Kg/m
16.66
7
单位原岩炸药消耗量
Kg/m3
1.25
8
每米井筒雷管消耗量
个/m
29
9
单位原岩雷管消耗量
个/m3
1.16
2、 井筒炮眼布置
井筒爆破图表根据f=6的岩石等级而编制, 当掘进工作面处于砂质泥岩、 泥岩、 煤或f＜6的岩层时, 能够将2-3圈炮眼间距适当增加50-100mm, 当工作面岩层f＞6时, 能够将2-3圈炮眼间距缩小50-100mm。
井筒爆破参数表

眼号
眼名
眼

数
眼
深
m
装药量
起爆
顺序
备注
每眼
合计
卷数
长度
m
重量
kg
卷
数
重量
kg
1-6
掏槽眼
6
1.3
4
0.8
0.8
24
4.8
Ⅰ
1、 采用φ32mm
7-18
辅助眼
12
1.2
3
0.6
0.6
36
7.2
Ⅱ
煤矿3#煤药
19-44
周边眼
26
1.2
2.5
0.5

0.5
65
13
Ⅲ
2、 药卷直径32mm

3、 药卷长度
合计

44

25

4、 药卷重0.2kg
3、 钻眼爆破参数:
( 1) 炮眼深度1根据进度要求及循环组织形式确定为:
1=L/( d×d1×d2×d3) =40/(18×3×0.85×0.85)=1米。
式中Ⅰ: 井筒施工计划月进度( 70m) d1: 每日完成循环数( 1次) ; d2 : 月正规循环率( 0.85) ; d: 炮眼利用率( 0.85) 。
( 2) 炮眼数目:
采用直眼掏槽, 圈径1.5m, 眼数为6个, 眼距0.785m, 辅助眼设置二圈, 眼数共为12个。圈径2.8m, 周边眼眼数为26个, 眼距0.65m, 距井邦0.1m, 炮眼数量总计为44个。
( 3) 炸药消耗量:
Q=Q1+Q2+Q3
=4.8+7.2+13+25kg
式中Q1 、 Q2、 Q3、 中分别为掏槽眼、 辅助眼、 周边眼装药量。
( 4) 爆破单位岩体的炸药消耗量:
q=Q(S×1×N)=25÷(16.61×1.5×0.8)=1.25kg
Q炸药消耗量
S掘进断面
L炮眼深度
N炮眼利用率
4、 装药结构及爆破系统:
井筒施工时, 均采用正向不耦合装药结构, 用炮泥封严填实眼口。采用毫秒延期电雷管起爆, 由掏槽眼向外依次起爆。联线方式为并串联。起爆电源为380V交流电。放炮电缆采用3×16+10×1的铜芯电缆, 母线为4mm2铜线, 基线用18#专用爆破线。
5、 井筒支护:
( 1) 永久与临时支护
混凝土浇筑筑配合锚喷支护。
( 2) 砼搅拌系统:
在井口附近设置一个不小于1000m2的砂、 石料场, 内设石子冲洗装置。搅拌站配自动计量上料系统, 一台JW-800型强制型搅拌机。砂石用铲车( 或工人) 装入搅拌机料斗, 同时按比例加入水泥, 经过上料斗送入搅拌机搅拌。砼在地面搅拌站放置好后, 用溜灰管输送至井下。为确保井壁质量, 过含水层时, 每立方砼加BR型防水型40kg, 并设专人用振捣器认真捣固。
6、 出矸:
选用人工装岩将工作面爆破出来的矸石装入吊桶内, 由地面绞车提升至翻矸台, 人工摘挂钩经过”V”型矿车排至指定地点。
7、 井底连接处的施工
井底连接处的施工方法可根据岩石条件确定, 若岩石条件允许, 采取下行分层掘进与井筒同时砌壁的施工方法, 即当井筒掘进至井底连接处上方2m时停止掘进, 将上段井壁砌好。将井筒十字中线和标高导致已砌好的井壁上。将连接处分为上下分层掘进, 分层高度为2m左右。继续掘进井筒至井底连接处上分层底板位置, 然后开始掘进连接处的拱顶, 两侧拱顶掘进长度为3.5m, 采用锚喷式, 网锚临时支护。继续将井筒和井底连接处掘井至连接处底板位置, 利用井筒砌壁大模板和土建金属模板将井壁和连接处一起立模整体浇注。
若岩石条件不好时, 该段井筒先按荒径掘出, 临时支护经过, 然后将连接处的墙部和拱部分层次掘出, 从下往上与井筒一起立模浇筑混凝土。
8、 马头门施工
井筒掘进至距马头门顶板上方2m时, 砌筑该段井壁成井, 随后井筒向下掘进至马头门底板下方2m, 准确标定马头门的位置及标高, 技术员根据控制点、 中心线、 按设计断面标出马头门的掘进轮廓线。开口时, 分次放炮, 先放下部, 后放上部。马头门掘进2m并锁口后, 可全断面一次装放炮。炮后检查处理顶板, 并根据围岩稳定情况, 采取锚喷临时支护。锚杆先用φ20× mm螺纹钢树脂锚杆, 间排距800×800mm, 三花布置。马头门掘进5m后, 马头门进行支模, 与井筒同时砌筑成巷。

第二节 凿井辅助系统

一、 提升系统
根据井筒技术特征和施工要求, 凿井井架选用Ⅲ型钢管井架: 提升采用一套单钩提升系统: 选用JT-1.6绞车, 配1.5m3吊桶。井筒内悬吊风、 水、 料管和吊盘。
Ⅲ型钢管井架高度: 17.36m; 天轮平台: 6.5×6.5m 主体架角柱跨距: 12×12m。
二、 压风系统
( 一) 用风量统计:
凿井期间主要风动设备用风量统计表

设备名称
型号
单台耗风量( m3/min)
打眼
砌壁
使用台数
耗风量
使用台数
耗风量
凿岩机
7655
3.5
5
17.5

风镐
C10
1.2

2
2.4
风动泵
BQF-Ⅱ
5

1
5
振捣器

2.5

2
5
合计

17.5

12.4
( 二) 空压机选
根据上表, 井筒施工期间用风量最大为17.5m3/min核实型号, 故选用核实型号空压机两台, 一台工作, 一台检修备用。
三、 排水系统
当井筒涌水量小于5m3/h时, 采用风动潜水泵与吊桶配合排水, 经吊桶提升到井上, 经排水沟排出; 当井筒涌水量大于5m3/h时, 采用吊泵排水。当井筒涌水量在于10m3时, 采用注浆堵水, 具体措施另制定。
四、 通风系统
凿井期间, 由11KW对旋风机配φ600mm软风筒通风。另备用一台11KW对旋风机。
五、 供电系统
电源来自生产区变电所, 为双回路供电。
施工选用10KW/35KVA变电器一台作为凿井设备动力、 照明、 信号等用电( 另外, 在井口设一台KSG-4, 380/127V型干式变压器作为广场井口、 井下绞车房信号电源) 。
六、 信号、 照明和通讯
信号: 井口至提升机房、 吊盘、 翻矸台及稳车之间均设置各自独立的声光信号系统。
照明: 井口稳车群照明设备为自镇式水银灯, 井筒内在吊盘下吊设DKS25/127型竖井矿用投光灯。
通讯: 施工期间工地安装程控电话自动变换机, 以满足内部生产高度指挥之用。在井筒吊盘上设备抗爆电话机, 经过井口信号房与地面及井下进行通讯联系。在工地安装一部程控外线电话, 用于工地与外界的联系。
施工用电负荷统计表

序号
设备名称
台数
设备容量
需用
系数
COS
Tg
计算容量
安装
使用
安装
工作
有功功率
( KW)
无功功率
( Kvar)
视在功率
( Kvar)
一
地面高压

1
压风机
2
1
130
130
0.9
0.85
0.62
110.5
68.5
130
二
地面低压

0
0

0
0
0
1
绞车
1
1
155
155
0.8
0.8
0.75
124
93
155
2
稳车
4
4
77
77
0.5
0.8
0.75
61.6
46.2
70
3
工业广场
20
18
50
50
0.7
0.7
102
35
24.5
50

总计

412
412

331.1
232.2
412

第六章 雨季施工措施

一、 工地四周作临时排水沟, 水泥棚做防水坡度。
二、 机电设备闸箱必须采取防雨措施, 并检查线路安装, 接地保护装置。
三、 砼浇筑尽量不在雨天进行, 以保证砼设计水灰比。
四、 雨季施工井口修筑好临时排水沟, 确保井口的防洪。

第七章 施工进度计划与工期保证措施

一、 施工进度计划:
根据施工条件、 施工工艺、 施工装备能力, 确定本工程的施工总工期300天, 各阶段计划如下: 施工准备期: 一个月, 主要内容包括表土( 岩) 段开挖、 凿井井架、 封口盘、 吊盘及管线安装, 具备施工条件。
井筒施工: 按每月进度37米, 9个月完成井筒施工。
导风峒、 行人峒施工: 按每日进度2米, 1个月完成。
二、 工期保证措施:
( 一) 认真编制并执行施工组织设计。
( 二) 采用先进的施工经验, 根据实际推广深孔爆破工艺, 提高和循环进尺, 加快施工进度。
( 三) 认真搞好施工组织, 尽量减少辅助时间, 组织平行交叉作业, 特别是表土段掘砌、 支模找线各工序要最大限度组织平行交叉作业。